(57)【要約】【課題】農業用トラクタ等のユーザは、主たる作業に応じて、走行系変速装置としてＨＳＴを備え、単一のレバーにて車体を操作する仕様か、若しくはギヤ式変速装置を備え、シャトル式の前後進切替レバーと変速レバーにて車体を操作する仕様を選択するものであり、例えばＨＳＴを備えたトラクタでは、前後進を繰り返すローダ作業や圃場内での牽引作業で、前後進を切り替える毎に変速位置を調整する必要が生じて操作性を損うものであった。【解決手段】トラクタに、走行系変速装置としてＨＳＴと、このＨＳＴの出力回転を調整するトラニオン軸操作用電動モータ４を備える。またシャトル式前後進切替レバー及び同レバーの操作位置を検出する前後スイッチ５ａ，５ｂと、車速を調整する変速レバー及び同レバーの操作位置を検出するレバー位置センサ６ｓを備える。コントローラＣでは、前記各センサ５ａ，５ｂ，６ｓの検出値に応じて前記モータ４を駆動する。【選択図】                図１
2007008320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）の回転を変速し走行装置（１Ｆ，１Ｒ）へ伝達する無段変速装置（３）と、前記無段変速装置（３）の出力回転を調整するアクチュエータ（４）を備えた作業車両であって、前記車両には前後進行方向を選択する前後進切替レバー（５）及び同レバー（５）の操作位置を検出する前後進操作検出センサ（５ａ，５ｂ）と、車両の車速を調整する変速レバー（６）及び同レバー（６）の操作位置を検出する変速位置センサ（６ｓ）を備え、前記各センサ（５ａ，５ｂ，６ｓ）の検出値に応じて前記アクチュエータ（４）を駆動する制御部（Ｃ）を備えた作業車両の変速操作装置。
【請求項２】
前記車両には、エンジン（Ｅ）から走行装置（１Ｆ，１Ｒ）へ伝達される回転動力を入り切りする主クラッチ（７）及び同主クラッチ（７）を操作するクラッチペダル（９）を備え、前記変速レバー（６）を直線シフト形態に構成すると共に、同レバー（６）の一端部の操作位置を最高速位置とし、他端部の操作位置を微速位置に設定したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の変速操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）やベルト式無段変速装置を有する農業、建築、運搬用の作業車両の変速操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、農業用トラクタには、走行系伝動装置として、ＨＳＴを備え、車両の前後進と車速の変更を単一の変速レバー、所謂ＨＳＴレバーにて操作する構成が知られている。
また農業用トラクタには、ギヤ式の前後進切替装置とギヤ式の変速装置を備え、車両の前後進と車速を、シャトル操作式の前後進切替レバーと変速レバーの操作にて別々に操作する構成も知られている。
【０００３】
前記のようにＨＳＴを備えたトラクタでは、主に細かな車速調整が要望される芝刈作業などに適しており、またギヤ式の変速装置を備えたトラクタでは、主に前後進を繰り返す高負荷作業、例えばローダ作業や圃場での牽引作業などに適している。
【特許文献１】特開2003-134903号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そして、トラクタのユーザは、主たる作業に応じて、前記ＨＳＴを備え、単一のレバーにて車体を操作する仕様か、若しくはギヤ式変速装置を備え、前後進切替レバーと変速レバーにて車体を操作する仕様を選択するものであるので、主たる作業以外の作業、例えばギヤ式変速装置を備えたトラクタで芝刈作業を行う場合は、細かな車速調整ができず操作性が悪く、またＨＳＴを備えたトラクタでは、前後進を繰り返すローダ作業や圃場内での牽引作業で、前後進を切り替える毎に変速位置を調整する必要が生じて前記同様、操作性を損うものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記課題を鑑みて、作業車両の変速制御装置を以下のように構成した。
即ち、請求項１の発明では、エンジン（Ｅ）の回転を変速し走行装置（１Ｆ，１Ｒ）へ伝達する無段変速装置（３）と、前記無段変速装置（３）の出力回転を調整するアクチュエータ（４）を備えた作業車両であって、前記車両には前後進行方向を選択する前後進切替レバー（５）及び同レバー（５）の操作位置を検出する前後進操作検出センサ（５ａ，５ｂ）と、車両の車速を調整する変速レバー（６）及び同レバー（６）の操作位置を検出する変速位置センサ（６ｓ）を備え、前記各センサ（５ａ，５ｂ，６ｓ）の検出値に応じて前記アクチュエータ（４）を駆動する制御部（Ｃ）を備えた作業車両の変速操作装置とした。
（請求項１の作用）
以上のように構成した請求項１の作業車両では、前後進切替レバー（５）を操作することで、車両の進行方向が設定され、変速レバー（６）を操作すると、車両の速度が設定される。制御部（Ｃ）は両レバー（５，６）の操作位置に応じて、アクチュエータ（４）を駆動し、車両が走行する。
【０００６】
また請求項２の発明では、前記車両には、エンジン（Ｅ）から走行装置（１Ｆ，１Ｒ）へ伝達される回転動力を入り切りする主クラッチ（７）及び同主クラッチ（７）を操作するクラッチペダル（９）を備え、前記変速レバー（６）を直線シフト形態に構成すると共に、同レバー（６）の一端部の操作位置を最高速位置とし、他端部の操作位置を微速位置に設定したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の変速操作装置。
（請求項２の作用）
以上のように構成した請求項２の作業車両では、前後進切替レバー（５）を操作することで、車両の進行方向が設定され、クラッチペダル（９）を踏み離すと同時にエンジン（Ｅ）からの回転動力が走行装置（１Ｆ，１Ｒ）へ伝達されて車両が発進する。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、請求項１の発明では、細かな車速調整が必要な作業においては従来通り、変速レバー（６）にて車速を無段階に調整することができ、また前後進を繰り返す作業では、ギヤ式変速装置を有する車両と同様に、前後進切替レバー（５）にて前後進の切り替え操作ができるので、両形態の作業と共に操作性が良い。
【０００８】
また請求項２の発明では、変速レバー（６）の一端部を微速位置に設定しているので、同変速レバー（６）にて車速を調整し、前後進切替レバー（５）にて進行方向を選択し、クラッチペダル（９）にて車両の発進、停止を操作する為、各操作部材の役割が分けられて、例えば変速レバーに停止位置を設定する構成と比較して、操作性が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて、この発明を作業車両となる農業用トラクタＴに搭載した形態について説明する。
最初にトラクタＴの構成について説明する。
【００１０】
トラクタＴは、図２に示すように、ボンネット１１内部にエンジンＥを備え、このエンジンＥの回転動力をミッションケース１２内の各種伝動装置を介して走行装置となる後輪１Ｒ、または前後輪１Ｆ，１Ｒへ伝達して走行する構成となっている。
【００１１】
またトラクタＴの車体後部には、作業機昇降用油圧シリンダ１３を内装するシリンダケース１５を備え、同シリンダ１３のピストン伸縮によりケース両側のリフトアーム１４を上下回動し、三点リンク機構を介して各種作業機を昇降する構成となっている。また前記リフトアーム１４の基部には、作業機Ｒの高さを検出するセンサとしてリフトアーム角センサ１４ｓを設け、操縦席１７側方に備えた作業機昇降レバー１８基部のレバー位置センサ１８ｓの検出角が一致するように、前記作業機昇降用油圧シリンダ１３のピストンを駆動する構成となっている。
【００１２】
またトラクタＴの操縦席１７の前方には、前記前輪１Ｆを左右操舵するステアリングハンドル１９を設け、この下方に車両の前後進を切り替える所謂シャトル式前後進切替レバー５を前後回動自在に備える構成となっている。そしてこの前後進切替レバー５の回動基部には、オペレータの前後進操作を検出するセンサとして前進スイッチ５ａと後進スイッチ５ｂを設けると共に、同レバー５の操作位置を強制的に移動させるレバー位置操作用電動モータ２８を備え、これら信号線を、操縦席１７下方のコントローラＣへ接続する構成となっている。また前記ステアリングハンドル１９の前方には、報知手段となる液晶モニタや２５ａやブザー２５ｂを有するメータパネル２５を設けている。
【００１３】
また前記ステアリングハンドル１９の下方には、主クラッチ７を断続操作するクラッチペダル９や、左右後輪１Ｒ，１Ｒのブレーキ装置２４Ｌ，２４Ｒを夫々独立して制動する左右ブレーキペダル８Ｌ，８Ｒを設け、前記左右各ブレーキペダル８Ｌ（８Ｒ）の回動基部には、この踏込み操作を検出するブレーキペダル踏込操作検出スイッチ８Ｌｓ，８Ｒｓを設けている。
【００１４】
また、トラクタＴの操縦席１７の側方には、前記作業機Ｒの高さを調整する作業機昇降レバー１８、主変速装置となるＨＳＴ３の出力回転数を調整するＨＳＴレバー（主変速レバー）６、後述する副変速装置３１の変速位置を切り替える副変速レバー２７を設ける構成となっている。また前記ＨＳＴレバー６は、図３に示すように、操縦席１７の左側方で前後に回動させる所謂直線シフト形態に構成され、このレバーガイドの前端部操作位置を副変速の最低速位値（Ｌ速）において、超低速作業を想定した微速、凡そ０．３ｋｍ／ｈの車速となる位置に設定され、後端部操作位置を同じくＬ速においての最高速位置、凡そ０．５ｋｍ／ｈの車速なる位置に設定されている。
【００１５】
次に、図４に基づいてトラクタＴの動力伝達経路について説明する。
前記エンジンＥの回転動力は、主クラッチ７にて入り切り操作され、走行系動力として、エンジン出力軸を介して主変速装置となるＨＳＴ３とギヤ式副変速装置３１、後輪デフ機構３２を介して左右後輪１Ｒ，１Ｒへ伝達すると共に、前記副変速装置３１にて出力された回転を前輪駆動軸３３と前輪デフ機構３４を介して左右前輪１Ｆ，１Ｆへ伝達する構成となっている。
【００１６】
また前記ＨＳＴ３は、油圧ポンプ３Ｐと油圧モータ３Ｍを備え、前記油圧ポンプ３Ｐの動力入力軸３ｉから伝達された回転動力を、閉回路内に充填した油圧の流れを介して油圧モータ３Ｍの出力軸３ｏから出力すると共に、ポンプ３Ｐ内部の斜板の傾倒角をトラニオン軸３ａの回動位置を変更し、前記モータ３Ｍの出力軸３ｏの回転方向と回転速度、即ちトラクタＴの前後進と車速を変更する構成となっている。また前記トラニオン軸３ａ近傍のミッションケース１２には、同軸３ａを強制的に回動させるトラニオン軸操作用電動モータ４を備える構成となっている。
【００１７】
また前記副変速装置３１は、コンスタントメッシュギヤ式変速装置であって、操縦席１７側方の副変速レバー２７の前後回動操作にて、シフタ及びスライドギヤを操作し、Ｌ，Ｍ，Ｈ速の全三段の内の１つの変速段を選択する構成となっている。
【００１８】
尚、図４中の符号３８は、入力回転を同速で出力する等速クラッチ３８ａと二倍速で出力する増速クラッチ３８ｂを有する所謂前輪増速装置を示し、トラクタＴの旋回時に前記コントローラＣからの操作にて旋回内側後輪のブレーキと共に前記前輪１Ｆの駆動速を通常速から二倍速に増速する構成となっている。またこの前輪増速装置３８の前輪側動力伝達軸に電磁ピックアップ式の車速センサ４５を備える構成となっている。
【００１９】
次に図５に基づいてトラクタＴの油圧構成について説明する。
トラクタＴには前記エンジンＥの回転により駆動される第一油圧ポンプＰ１と第二油圧ポンプＰ２を設け、第一の油圧ポンプＰ１は、作動油タンクを兼ねるミッションケース１２から油を吸い上げ、圧油をパワーステアリング用回路４０へ送り込むと共に、この余剰油をオイルクーラ４１及びフィルター４２を介して前記ＨＳＴ３の閉回路へ、詳しくはチャージ油として送り込む構成としている。また前記第二油圧ポンプＰ２は、前記ミッションケース１２から油を吸い上げ、作業機昇降用切替制御弁４３を介して作業機昇降用油圧シリンダ１３へ圧油を送り込む構成となっている。
【００２０】
次に図１と図６と図７に基づいて、トラクタＴの制御系について説明する。
前記トラクタＴの制御部となるコントローラＣは、各種情報を処理するＣＰＵ、制御プログラムを記憶するＥＥＰＲＯＭ、センサ情報や設定器情報を一時記憶するＲＡＭ等を備える構成となっている。
【００２１】
またコントローラＣの入力部には、前後進切替レバー５のレバー位置を検出する前進スイッチ５ａと後進スイッチ５ｂ、ＨＳＴレバー６の変位置を検出するレバー位置センサ６ｓ、左ブレーキペダル踏込スイッチ８Ｌｓ、右ブレーキペダル踏込スイッチ８Ｒｓ、車速センサ４５、そして車両の旋回操作を検出する前輪切角センサ１Ｆｓ、作業昇降レバー１８基部のレバー位置センサ１８ｓ、リフトアーム角センサ１４ｓ等を接続して設けている。
【００２２】
またコントローラＣの出力部には、前記トラニオン軸操作用電動モータ４、前後進切替レバー操作用電動モータ２８、液晶モニタ２５ａ、警報ブザー２５ｂ、作業機昇降昇用制御弁４３のソレノイド４３ａ，４３ｂ等を接続して設けている。
【００２３】
以上のように構成したトラクタＴでは、前記コントローラＣにより、図６に示す変速制御が行われる。
まずトラクタＴの電源系がＯＮされると、各種センサや設定器類の状態が読み込まれ、最初に前記前進スイッチ５ａまたは後進スイッチ５ｂがＯＮ状態であるかどうかを判定、即ち前後進切替レバー５が前進位置若しくは後進位置に操作されているかどうかを判定する。この判定がＹＥＳである場合は、ＨＳＴレバー６の操作角度とトラニオン軸３ａの設定角度が一致する様、トラニオン軸操作用電動モータ４へ通電を行う。
【００２４】
詳しくは、図７に示すように、ＨＳＴレバー６の傾倒角度が大きくなるに従い、トラニオン軸３ａの角度も比例して大きく変更する。また同ＨＳＴレバー６では同じレバー操作角において後進操作時の設定車速を、前進操作時の設定車速よりも低速となる設定となっている。
【００２５】
また前記判定がＮＯである場合、即ち前進スイッチ５ａと後進スイッチ５ｂが共にＯＦＦである場合は、トラニオン軸３ａの設定角度を前記ＨＳＴレバー６の位置に関わらず、前進微速位置、凡そ０．３ｋｍ／ｈの車速となる位置に待機させる構成となっている。これにより、前後進切替レバー５を前進位置へ操作し、前記トラニオン軸操作用電動モータ４によりＨＳＴレバー６の操作位置に応じた位置まで車速を上げるときに、トラクタＴを極力スムーズに加速することができる。
【００２６】
尚、トラクタＴを後進させるべく前記後進スイッチ５ｂをＯＮした場合は、コントローラにより直ちに車速が０に設定され、徐々に増速する構成となっている。またトラクタＴを完全に停止させるには、左右ブレーキペダル８Ｌ，８Ｒを踏み込むかまたはクラッチペダル２３を踏み込む。
【００２７】
また前記トラクタＴでは、走行中、常に左右ブレーキペダル８Ｌ，８Ｒの踏込状態を検知し、両ペダル８Ｌ，８Ｒの踏込み状態がＯＮした時には、トラクタＴの停止操作と想定し、前記車速センサ４５の検出値が０となる様、トラニオン軸操作用電動モータ４へ通電を行い、また同時に前記前後進切替レバー操作用電動モータ２８へ通電を行って、同レバー５を中立位置へ移動させる。
【００２８】
これにより、前記ブレーキペダル８Ｌ，８Ｒの制動操作と共に、ＨＳＴ３の出力回転数を低下させるので、トラクタＴは迅速に停止することができる。また前後進切替レバー５の位置が、中立位置へ移動するので、例えば前後進切替レバー位置を前進位置に維持し、同レバー５の位置とトラニオン軸３ａの位置のずれを所定の操作で解除する構成と比較して、再度発進するときの操作性が良い。
【００２９】
また前記コントローラＣでは、前記前輪切角センサ１Ｆｓの検出値が所定角以上となると旋回制御を実行、詳しくは前記トラニオン軸操作用電動モータにて車速を一定割合だけ減速すると共に、各制御弁へ通電を行ってリフトアームを上昇回動させ、前輪１Ｆを増速駆動し、旋回内側の後輪にブレーキを掛ける構成となっている。
【００３０】
以上のように構成したトラクタＴでは、ＨＳＴ３を備える仕様でも、細かな車速調整が必要な作業においては従来通り、ＨＳＴレバー６にて車速を無段階に調整することができ、また前後進を繰り返す作業では、ギヤ式変速装置を有する車両と同様に、前後進切替レバー５にて前後進の切り替え操作ができるので、両形態の作業と共に操作性が良い。
【００３１】
またＨＳＴレバーは、直線シフト式に構成され、一端部の操作位置を最高速位置とし、他端部の操作位置を微速位置に設定しているので、同レバーにて車速を調整し、前後進切替レバー５にて進行方向を選択し、クラッチペダル９にて車両の発進、停止を操作する為、各操作部材の役割が分けられて、例えばＨＳＴレバーに停止位置を設定する構成と比較して、操作性が良い。
【００３２】
尚、上記形態の別形態としては、左右ブレーキペダル８Ｌ，８Ｒを踏み込んだときに、前後進切替レバー５の位置を中立位置へ移動する構成に代えて、ＨＳＴレバー６に同レバーを強制的に操作するアクチュエータを備え、ブレーキ操作時に同レバーを最低速位置に移動する構成としても良い。
【００３３】
また前記ＨＳＴレバー６の操作角とトラニオン軸３ａの設定角との関係は、図８に示すように、二次曲線的に比例する構成としても良い。これにより、低車速域では増速率が小さく車速を設定でき、高速域では増速率が大きく迅速な変速を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】コントローラの接続状態を示すブロック図。
【図２】トラクタの全体側面図。
【図３】ＨＳＴレバーの操作位置を示す平面図。
【図４】トラクタの伝動機構線図。
【図５】トラクタの一部油圧回路図。
【図６】変速制御の概要を示すフローチャート。
【図７】変速レバーと車速の関係を示す図（１）。
【図８】変速レバーと車速の関係を示す図（２）
【符号の説明】
【００３５】
Ｃ    コントローラ（制御部）
Ｅ    エンジン
Ｔ    トラクタ
１Ｆ  前輪
１Ｒ  後輪
３    ＨＳＴ
４    トラニオン軸操作用電動モータ（アクチュエータ）
５    前後進切替レバー
５ａ  前進スイッチ
５ｂ  後進スイッチ
６    ＨＳＴレバー（変速レバー）
６ｓ  レバー位置センサ
【図１】
2007008320.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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